CN105480797A - 电梯轿厢位置和速度检测***及其自检方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯轿厢位置和速度检测***及其自检方法，轿厢位于井道内，该检测***包括沿竖向布置于井道内的栅尺、采集栅尺信息的检测装置、与检测装置电性连接的控制器，栅尺至少设有沿竖向并列布置的一列第一类标识、与第一类标识配合形成二进制编码信息的一列第二类标识，栅尺对应的二进制编码信息均不重复，检测装置固定于轿厢上、并设有沿竖向布置的至少两个第一传感器以及识别第二类标识的至少一个第二传感器，第一传感器识别第一类标识。通过第二传感器的检测信号以及第一传感器的同步信号组合后产生二进制编码，从而分辨出检测装置位于栅尺中的绝对位置，从而准确得出轿厢位于井道中的绝对位置，检测精度高，降低检测成本。

Description

电梯轿厢位置和速度检测***及其自检方法

技术领域

本发明涉及一种电梯技术领域，特别涉及一种电梯轿厢位置和速度检测***及其自检方法。

背景技术

目前，电梯轿厢位置的常规检测方法是以主机侧旋转编码器的测量信号计算出曳引轮实际旋转的周长，从而折算出钢丝绳运动的距离及轿厢位置与速度，但由于电梯采用的是曳引拖动机械***，也就是说曳引轮与钢丝绳间是采用摩擦传动连接方式，曳引轮与钢丝绳之间会存在滑移，并且因机械***的重力变化、钢丝绳的湿度延展变化等原因，这些主机侧编码器方式折算得出的轿厢位置比较不准确，一般需要在井道内另外设置多个位置传感器不断校正轿厢真实位置，因此需要借助多种设备进行检测，检测技术复杂，且检测成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电梯轿厢位置和速度检测***及其自检方法，能够简化电梯轿厢位置的检测技术，且检测精度高，降低检测成本。

为实现本发明的目的，采取的技术方案是：

一种电梯轿厢位置和速度检测***，轿厢位于井道内，该检测***包括沿竖向布置于井道内的栅尺、采集栅尺信息的检测装置、与检测装置电性连接的控制器，栅尺至少设有沿竖向并列布置的一列第一类标识、以及与第一类标识配合形成二进制编码信息的一列第二类标识，栅尺对应有多个二进制编码信息，每个二进制编码信息均不重复，检测装置固定于轿厢上、并设有沿竖向布置的至少两个第一传感器以及识别第二类标识的至少一个第二传感器，第一传感器识别第一类标识。

当电梯运行，轿厢带动检测装置沿栅尺作井道中的垂直运动，第一传感器采集栅尺上第一类标识的信息，第二传感器采集栅尺上第二类标识的信息，第一传感器和第二传感器将采集的信息发送至控制器，控制器对接收到的信息进行分析、计算和存储，并分析出检测装置经过的栅尺对应的二进制编码。该检测***通过第一传感器计算出轿厢的相对位置和速度，通过至少两个第一传感器计算出轿厢的移动方向，并产生同步信号。通过位于第二类标识上第二传感器的检测信号以及第一传感器产生的同步信号组合后产生二进制编码，且栅尺对应的二进制编码均不重复，从而分辨出检测装置位于栅尺中的绝对位置，从而准确得出轿厢位于井道中的绝对位置，无需多次校正，简化电梯轿厢位置的检测技术，且检测精度高，降低检测成本。

下面对技术方案进一步说明：

进一步的是，第一类标识至少包括第一识别单元和第二识别单元，第一识别单元和第二识别单元沿竖向交替排列，第二类标识至少包括分界符识别单元、与由第一识别单元和第二识别单元组成的标识组一一对应的第三识别单元。第一类标识信号作为检测第二类标识信号的同步信号，第一类标识信号作为第二类标识信号的一个基础bit周期，则第二传感器检测到第三识别单元产生的二进制编码信息以及分界符识别单元产生的分隔符信息直接发送至控制器，由于每个栅尺对应的二进制编码不重复，控制器则分析出检测装置位于栅尺中的绝对位置，即可得到轿厢位于井道中的绝对位置。

进一步的是，第三识别单元对应的二进制编码字符为0或1。

进一步的是，栅尺中的第一识别单元和第二识别单元交替连续布置，第二识别单元和第一识别单元的长度为固定比例关系。进一步的是，相邻两个所述第一传感器的距离为D，第一识别单元的长度为d，第一识别单元和第二识别单元的总长度为c，则D＝(e+N)×c/2，其中，若d＜c/2,则0＜e＜2d/c，若d≥c/2，则0＜e≤2(c-d)/c，N为自然数或0。

进一步的是，第二传感器与第一传感器在竖向的距离为B，有B＝K×c，K为自然数或0。

进一步的是，第一识别单元设有磁开关或图案，图案由至少一个开孔或色斑组合而成，第二识别单元设有与第一识别单元不同的磁开关或图案，图案由至少一片空白区域或色斑组合而成，第三识别单元与第一识别单元或第二识别单元相同。第一传感器通过识别磁开关或图案来读取第一识别单元的信息。

进一步的是，设定在t时间内，第一传感器检测到的第一类标识个数为n，则轿厢的相对位移s＝c×n，轿厢的速度v＝s/t，轿厢的绝对位置L＝|M×(c×b)-m×(c×b)|，其中c为第一识别单元和第二识别单元沿竖向的总长度,b为二进制编码信息对应的二进制编码位数加1，M为第二传感器当前读出的二进制编码信息对应的十进制编码，m为第二传感器读出轿厢位于井道最低位置时读出的二进制编码信息对应的十进制编码。

本发明还提供一种电梯轿厢位置和速度检测***的自检方法，至少包括四种方式，该自检方法通过至少其中一种方式进行自检；第一种方式：第一传感器检测相邻的两个分界符识别单元之间由第一识别单元和第二识别单元组成的标识组的数量为z1,同时第二传感器检测的第三识别单元的数量为z2，若z1与z2不同，或z2与采集的二进制编码信息对应的二进制编码位数不同时，控制器发出警报信号；第二种方式：若第一传感器不是对第一识别单元和第二识别单元进行交替检测时，控制器发出警报信号；第三种方式：若相邻两个二进制编码信息对应的二进制编码不连续时，控制器发出警报信号；第四种方式：所有第一传感器的输出信号相位相同时，控制器发出警报信号。使电梯运行时，***更安全稳定可靠。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在电梯运行，轿厢带动检测装置沿栅尺作井道中的垂直运动，第一传感器采集栅尺上第一类标识的信息，第二传感器采集栅尺上第二类标识的信息，第一传感器和第二传感器将采集的信息发送至控制器，控制器对接收到的信息进行分析、计算和存储，并分析出检测装置经过的栅尺对应的二进制编码。该检测***通过第一传感器计算出轿厢的相对位置和速度，通过至少两个第一传感器计算出轿厢的移动方向，并产生同步信号。通过位于第二类标识上第二传感器的检测信号以及第一传感器产生的同步信号组合后产生二进制编码，且栅尺对应的二进制编码均不重复，从而分辨出检测装置位于栅尺中的绝对位置，从而准确得出轿厢位于井道中的绝对位置，无需多次校正，简化电梯轿厢位置的检测技术，且检测精度高，降低检测成本。

附图说明

图1是本发明实施例电梯轿厢位置和速度检测***的结构示意图；

图2是本发明实施例电梯轿厢位置和速度检测***的工作原理图。

附图标记说明：

10.轿厢，20.井道，30.栅尺，310.第一类标识，311.第一识别单元，312.第二识别单元，320.第二类标识，321.分界符识别单元，322.第三识别单元，40.检测装置，410.第一传感器，420.第二传感器，50.控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

如图1和图2所示，一种电梯轿厢位置和速度检测***，轿厢10位于井道20内，该检测***包括沿竖向布置于井道20内的栅尺30、采集栅尺30信息的检测装置40、与检测装置40电性连接的控制器50，栅尺30至少设有沿竖向并列布置的一列第一类标识310、以及与第一类标识310配合形成二进制编码信息的一列第二类标识320，每个栅尺30对应有多个二进制编码信息，每个二进制编码信息均不同，检测装置40固定于轿厢10上、并设有沿竖向布置的至少两个第一传感器410以及识别第二类标识320的至少一个第二传感器420，第一传感器410识别第一类标识310。

当电梯运行，轿厢10带动检测装置40沿栅尺30作井道20中的垂直运动，第一传感器410采集栅尺30上第一类标识310的信息，第二传感器420采集栅尺30上第二类标识320的信息，第一传感器410和第二传感器420将采集的信息发送至控制器50，控制器50对接收到的信息进行分析、计算和存储，并分析出检测装置40经过的栅尺30对应的二进制编码。该检测***通过第一传感器410计算出轿厢10的相对位置和速度，通过至少两个第一传感器410计算出轿厢10的移动方向，并产生同步信号。通过位于第二类标识320上第二传感器420的检测信号以及第一传感器410产生的同步信号组合后产生二进制编码，且栅尺30对应的二进制编码均不重复，从而分辨出检测装置40位于栅尺30中的绝对位置，从而准确得出轿厢10位于井道20中的绝对位置，无需多次校正，简化电梯轿厢10位置的检测技术，且检测精度高，降低检测成本。

通过该检测***测量轿厢10的位置和速度时，设定在t时间内，第一传感器410检测到的第一类标识310个数为n，则轿厢10的相对位移s＝c×n，轿厢10的速度v＝s/t，轿厢10的绝对位置L＝|M×(c×b)-m×(c×b)|，其中c为第一识别单元311和第二识别单元312沿竖向的总长度,b为二进制编码信息对应的二进制编码位数加1，M为第二传感器420当前读出的二进制编码信息对应的十进制编码，m为第二传感器420读出轿厢10位于井道20最低位置时读出的二进制编码信息对应的十进制编码。

在本实施例中，第一类标识310包括第一识别单元311和第二识别单元312，第一识别单元311和第二识别单元312沿竖向交替排列，第二类标识320包括分界符识别单元321、与由第一识别单元311和第二识别单元312组成的标识组一一对应的第三识别单元322，栅尺30中的第一识别单元311第二识别单元312交替连续布置。第一类标识310信号作为检测第二类标识320信号的同步信号，第一类标识310信号作为第二类标识320信号的一个基础bit周期，则第二传感器420检测到第三识别单元322产生的二进制编码信息以及分界符识别单元321产生的分隔符信息直接发送至控制器50，由于栅尺30对应的二进制编码不重复，控制器50则分析出检测装置40位于栅尺30中的绝对位置，即可得到轿厢10位于井道20中的绝对位置。第一类标识310还可以根据实际需要设置两个以上识别单元。

如图2所示，一个栅尺30设有15个第一类标识310，第一识别单元311设有对应电信号ON，第二识别单元312对应电信号OFF，第一识别单元311和第二识别单元312的长度相同，第一类标识310对应的为等比例信号，使检测分析得更快，进一步简化检测技术；第二类标识320是特殊二进制编码信号，采用与等比例信号同步的ON/OFF信号组成二进制编码，该二进制编码设定为固定的标准长度、固定的排列顺序，且栅尺30对应的二进制编码不重复。

如图2所示，第二类标识320设有14个与第三识别单元322和1个分界符识别单元321，第三识别单元322对应的二进制编码字符为0或1，且分界符识别单元321对应的分界符为半位符，则本实施例的一个栅尺30对应的二进制编码字符由1和0组合而成。

在本实施例中，第一识别单元311的标示信息为色斑反射检测方式，第二识别单元312为相邻两个第一识别单元311之间的空白表面，即没有任何图案信息或其他标示信息，第一传感器410通过识别第一识别单元311的标示信息发送至控制器50，并标记成电信号ON，第一传感器410未识别到第一识别单元311的标示信息，即检测第二识别单元312的空白表面时，将检测信息发送至控制器50，并标记成电信号OFF。第一识别单元311的标示信息还可以根据实际需要设置为磁开关方式或开孔透光等其他图案检测方式。

如图1和图2所示，检测装置40设有两个第一传感器410、与第一传感器410一一对应的第二传感器420，第一传感器410与对应的第二传感器420并排布置。采用两个第二传感器420同时检测第二类标识320，相互校对，提高可靠性和信号冗余度。检测装置40还可以根据实际需要在设置至少两个第一传感器410和至少一个第二传感器420。

在本实施例中，第一传感器410和第二传感器420均为光电传感器，第一传感器410和第二传感器420还可以根据实际需要设置为其他形式的传感器，并与栅尺30信息匹配。

且相邻两个第一传感器410的距离为D，第一识别单元311的长度为d，第一识别单元311和第二识别单元312的总长度为c，则D＝(e+N)×c/2，其中，若d＜c/2,则0＜e＜2d/c，若d≥c/2，则0＜e≤2(c-d)/c，且第二传感器与第一传感器在竖向的距离为B，有B＝K×c，N和K均为自然数或0。

在本实施例中，d＝0.5mm，a＝0.25,N＝10，则D＝5.25mm。由于第一类标识310上两个第二传感器420相距5.25m，第一识别单元311的长度为0.5mm，当轿厢10向上移动时位于上方的第一传感器410超前于下方第一传感器41090°，即0.25mm；反之当轿厢10向下移动时位于下方的第一传感器410超前于上方的第一传感器41090°，即0.25mm，因此通过电信号的上升沿进行交叉判断，即可分辨出轿厢10的真实运动方向，且两个第一传感器410采用两路互差90°的方式组合，因此互检精度为0.25mm，将第一类标识310信号和第二类标识320信号进行完全组合后本实施例的检测精度为0.25mm，进一步提高检测精度。a、d、n还可以根据实际需要设置为其他值。

本发明还提供一种电梯轿厢位置和速度检测***的自检方法，至少包括四种方式，该自检方法通过至少其中一种方式进行自检；第一种方式：第一传感器410检测相邻的两个分界符识别单元321之间由第一识别单元311和第二识别单元312组成的标识组的数量为z1,同时第二传感器420检测的第三识别单元322的数量为z2，若z1与z2不同，或z2与采集的二进制编码信息对应的二进制编码位数不同时，控制器50发出警报信号；第二种方式：若第一传感器410不是对第一识别单元311和第二识别单元312进行交替检测时，控制器50发出警报信号；第三种方式：若相邻两个二进制编码信息对应的二进制编码不连续时，控制器50发出警报信号；第四种方式：所有第一传感器410的输出信号相位相同时，控制器50发出警报信号。使电梯运行时，***更安全稳定可靠。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种电梯轿厢位置和速度检测***，轿厢位于井道内，其特征在于，包括沿竖向布置于所述井道内的栅尺、采集所述栅尺信息的检测装置、与所述检测装置电性连接的控制器，所述栅尺至少设有沿竖向并列布置的一列第一类标识、以及与所述第一类标识配合形成二进制编码信息的一列第二类标识，所述栅尺对应有多个所述二进制编码信息，每个所述二进制编码信息均不重复，所述检测装置固定于所述轿厢上、并设有沿竖向布置的至少两个第一传感器以及识别所述第二类标识的至少一个第二传感器，所述第一传感器识别所述第一类标识。

2.根据权利要求1所述的电梯轿厢位置和速度检测***，其特征在于，所述第一类标识至少包括第一识别单元和第二识别单元，所述第一识别单元和所述第二识别单元沿竖向交替排列，所述第二类标识至少包括分界符识别单元、与由所述第一识别单元和所述第二识别单元组成的标识组一一对应的第三识别单元。

3.根据权利要求2所述的电梯轿厢位置和速度检测***，其特征在于，所述第三识别单元对应的二进制编码字符为0或1。

4.根据权利要求1所述的电梯轿厢位置和速度检测***，其特征在于，所述栅尺中的所述第一识别单元和所述第二识别单元交替连续布置，所述第二识别单元和所述第一识别单元的长度为固定比例。

5.根据权利要求4所述的电梯轿厢位置和速度检测***，其特征在于，所述相邻两个所述第一传感器的距离为D，所述第一识别单元的长度为d，所述第一识别单元和所述第二识别单元的总长度为c，则D＝(e+N)×c/2，其中，若d＜c/2,则0＜e＜2d/c，若d≥c/2，则0＜e≤2(c-d)/c，N为自然数或0。

6.根据权利要求5所述的电梯轿厢位置和速度检测***，其特征在于，所述第二传感器与所述第一传感器在竖向的距离为B，有B＝K×c，K为自然数或0。

7.根据权利要求2所述的电梯轿厢位置和速度检测***，其特征在于，所述第一识别单元设有磁开关或图案，所述图案由至少一个开孔或色斑组合而成，所述第二识别单元设有与所述第一识别单元不同的磁开关或图案，所述图案由至少一片空白区域或色斑组合而成，所述第三识别单元与所述第一识别单元或所述第二识别单元相同。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电梯轿厢位置和速度检测***，其特征在于，设定在t时间内，所述第一传感器检测到的所述第一类标识个数为n，则所述轿厢的相对位移s＝c×n，所述轿厢的速度v＝s/t，所述轿厢的绝对位置L＝|M×(c×b)-m×(c×b)|，其中c为所述第一识别单元和第二识别单元沿竖向的总长度,b为所述二进制编码信息对应的二进制编码位数加1，M为所述第二传感器当前读出的所述二进制编码信息对应的十进制编码，m为所述第二传感器读出所述轿厢位于所述井道最低位置时读出的所述二进制编码信息对应的十进制编码。

9.一种如权利要求2至8任一项所述的电梯轿厢位置和速度检测***的自检方法，其特征在于，至少包括四种方式，该自检方法通过至少其中一种方式进行自检；第一种方式：第一传感器检测相邻的两个分界符识别单元之间由第一识别单元和第二识别单元组成的标识组的数量为z1,同时第二传感器检测的第三识别单元的数量为z2，若z1与z2不同，或z2与采集的二进制编码信息对应的二进制编码位数不同时，控制器发出警报信号；第二种方式：若第一传感器不是对第一识别单元和第二识别单元进行交替检测时，控制器发出警报信号；第三种方式：若相邻两个二进制编码信息对应的二进制编码不连续时，控制器发出警报信号；第四种方式：所有第一传感器的输出信号相位相同时，控制器发出警报信号。